Studio e analisi dei sistemi di indagine remote sensing, morfologia e topografia
Università di Torino
Continueremo il progetto iniziato in precedenza, vedendo come creare un’area di studio e ritagliare i nostri dati in modo che rientrino solamente nella nostra area di interesse. L’obiettivo sarà avere un unico geopackage in cui salvare tutti i nostri layer (vettoriali e raster). Vedremo poi anche come creare delle etichette per i nostri siti archeologici, per mostrare sulla mappa dati presenti nella tabella degli attributi.
Nel frattempo, aprire QGIS!
Link alle slides:
Una volta caricate dal link, le slide dovrebbero seguire la presentazione in automatico
Carichiamo adesso su QGIS gli ultimi dati che abbiamo scaricato. Abbiamo infatti scaricato shapefile contenenti informazioni sui confini amministrativi, i laghi e i fiumi a livello mondiale. Per prima cosa, estraiamo gli shapefile dalle rispettive cartelle zip. Cliccate con il tasto destro del mouse selezionando tutti e tre i file e selezionate “Estrai qui” (doppio click su MacOS)
Carichiamo adesso su QGIS gli ultimi dati che abbiamo scaricato. Per caricarli, come sempre possiamo trascinare i nostri shapefile nel nostro progetto di QGIS, oppure da Gestore delle sorgenti dati → Vettore → e selezionare i tre shapefile che vogliamo caricare.
Carichiamo infine i layer selezionati con il pulsante “Aggiungi”.
Carichiamo poi anche il layer dei siti archeologici. Riapriamo il gestore delle sorgenti dati e andiamo a selezionare il layer “Ane.kmz” nella cartella kmz del nostro progetto.
Aggiungiamo il layer scelto.
Come per il primo kmz su cui abbiamo lavorato, qgis ci farà scegliere quali elementi all’interno del kmz caricare. Selezioniamo “Sites” dalla lista e poi clicchiamo su “Aggiungi layer”.
Una volta che il layer è stato caricato, possiamo chiudere il pannello.
Una volta aggiunti, l’immagine che ci si presenta di certo non aiuta nella comprensione di quello che sta succedendo. Per prima cosa, prima di modificare la simbologia di fiumi e laghi, pensiamo ai confini amministrativi, che sono quelli che occupano la maggior parte della mappa. Se vi ricordate, infatti, questo shapefile contiene layer poligonali relativi ai confini amministrativi di tutti gli stati del pianeta.
Per rendere la mappa più leggibile, facciamo in modo che solamente le linee dei confini appaiano sulla mappa, escludendo il riempimento interno. Per farlo, selezioniamo il layer ne_10_admin0_countries e apriamo il pannello stile layer a destra (se non appare, Visualizza→ Pannelli → Stile Layer). Clicchiamo su “Riempimento Semplice” sotto “Riempimento” e nel menu a tendina “Stile Riempimento”, selezioniamo “Vuoto”.
Creare un’area di studio su cui ritagliare gli altri dati significa semplicemente creare un layer poligonale. Dall’interfaccia di qgis, possiamo creare un nuovo layer in due modi, o creando un nuovo Geopackage, oppure creando un nuovo shapefile. Tra le due opzioni non cambia molto se non il tipo di file che si andrà a creare. Per il momento, creiamo un nuovo geopackage. Per farlo, clicchiamo sul pulsante “Nuovo layer geopackage”, subito a destra del gestore sorgente dati.
Nella nuova finestra, abbiamo una serie di opzioni (rispetto alla creazione di uno shapefile, l’unica vera differenza è il campo Database in alto): nel campo Database dovremo dire a QGIS dove creare il nostro database geopackage (o dove si trova uno già esistente); nel campo Nome Tabella invece inseriremo il nome del layer che stiamo creando (in questo caso daremo un nome alla nostra area di studio); nel campo Tipo di geometria invece dovremo indicare che tipo di geometria vettoriale vogliamo creare (punto, linea, poligono). Le opzioni sotto Nuovo Campo e Lista Campi servono invece a creare nuovi campi (colonne) della tabella attributi.
Cominciamo a popolare la finestra. Clicchiamo sui tre puntini a destra di Database e selezioniamo dove salvare e come chiamare il nostro nuovo database. Creiamo una nuova cartella “gpkg” nella nostra cartella dati.
Chiamiamo il database “carchemish_db”, clicchiamo quindi su “Salva”.
Notate che il campo Nome tabella viene automaticamente compilato con il nome del database stesso. Ricordatevi sempre di modificarlo, così da identificare i layer univocamente ed evitare di sovrascrivere dati inavvertitamente. Inseriamo quindi le altre informazioni. In Nome tabella scriviamo ad esempio “area_studio” (che sarà il nome del nostro layer); in Tipo di Geometria selezioniamo “Poligono” e nel campo del Sistema di Riferimento inseriamo SR del Progetto.
Nelle opzioni Nuovo Campo creiamo un campo con il nome dell’area (è sempre meglio averne uno, nel caso in cui decidessimo di creare un secondo poligono per un’altra area) e chiamiamolo, appunto, Nome. Per il geopackage non abbiamo bisogno di specificare una lunghezza massima (il max. numero di caratteri nel campo), ma per lo shapefile di solito siete costretti a farlo (uno standard è solitamente 256). Clicchiamo su Aggiungi a Lista Campi e il campo dovrebbe apparire nella lista campi. Possiamo lasciare le altre opzioni di default e cliccare su Ok
Ci sono molte tipologie di campi per la tabella attributi, i più comuni sono i campi testuali e i campi numerici (interi e decimali), ma altre tipologie comprendono i campi date, i campi booleani (si/no) e i campi binari (0/1). Per un approfondimento sulle tipologie di campi:
Una volta soddisfatti clicchiamo su “Ok”.
Il nuovo layer è stato aggiunto nel nostro pannello dei layer a sinistra e se ci posizioniamo il mouse sopra potete vedere come il percorso del layer è relativo al nuovo geopackage appena creato. Tuttavia, il nostro layer è al momento vuoto, non contiene alcuna geometria. Per rimediare dobbiamo andare a crearne una nuova, creando quindi un nuovo poligono. In QGIS, la modifica, creazione ecc. di una geometria si chiama “Editing” (o modifche). Per attivare la modalità editing, dobbiamo cliccare sul pulsante a forma di matita nella barra degli strumenti (Attiva Modifiche).
Potete vedere che molti pulsanti che prima erano inaccessibili si sono adesso attivati (colorati), indicandoci implicitamente quale sono le opzioni di modifica disponibili. Per qualsiasi layer e geometria, la creazione da zero di un nuovo poligono, linea o punto è sempre accessibile alla destra del pulsante di attivazione delle modifiche, ed è indicato dalla forma della geometria (in questo caso un poligono) assieme ad un asterisco bianco in campo ocra (Aggiungi Elemento Poligonale).
Se cliccate sul pulsante potete vedere che il cursore sulla mappa cambia in una specie di mirino. Questo indica che è adesso possibile posizionare i vertici della nostra nuova geometria. Possiamo cliccare ovunque sulla mappa per creare un vertice, continuando poi a cliccare per crearne altri, annullando l’ultimo vertice premendo backspace sulla nostra tastiera. Per chiudere la geometria possiamo invece cliccare con il tasto destro del mouse.
Questo aprirà un menu che ci chiederà di inserire un valore nei campi della tabella attributi. Tuttavia, per il momento chiudiamo questa finestra annullando le modifiche.
Tuttavia, come potete vedere, questo semplice editing non permette di creare delle forme geometriche come quadrati o rettangoli, in quanto non offre la possibilità di tracciare linee verticali dal punto di origine e di creare quindi angoli di 90°. Tuttavia, in QGIS esiste un’opzione di editing apposita. Per attivarla andiamo su Visualizza → Barre degli strumenti → Barra degli strumenti di Digitalizzazione di Forme.
Una nuova serie di pulsanti dovrebbe esservi apparsa nella barra degli strumenti.
Uno di questi dovrebbe essere Aggiungi Rettangolo da Estensione (se non appare cliccate la freccetta subito a destra del pulsante e selezionate questa opzione).
Per cominciare a disegnare clicchiamo su un punto in alto a sinistra (senza tenere premuto) e muoviamo il mouse fino a creare un rettangolo che vada a coprire una buona parte del nostro dem. Una volta soddisfatti, clicchiamo con il tasto destro del mouse.
Nella nuova finestra che si apre, lasciamo Genera automaticamente per il campo fid (questo è un campo di indicizzazione generato automaticamente dai geopackage) e diamo un nome al nostro poligono (ad esempio carchemish_area). Clicchiamo quindi su OK.
Una volta che la nostra geometria appare sulla mappa, dobbiamo salvare il nostro lavoro sul vettore, clicchiamo quindi su Salva Modifiche Vettore subito a destra del pulsante a forma di matita. Importante: Chiudiamo le modifiche del vettore, ricordatevi sempre di farlo una volta finite le modifiche, altrimenti si rischia di modificare un layer inavvertitamente quando si vorrebbe invece lavorare su un altro.
Nel nuovo pannello che si apre cliccate su “Save” per confermare il salvataggio.
Creata la nostra area di studio, possiamo adesso passare a ritagliare i nostri altri layer così da selezionare solamente quelli all’interno della nostra area di studio. La selezione su QGIS può essere fatta in svariati modi: esistono pulsanti di selezione che permettono di selezionare manualmente gli elementi attraverso poligoni rettangolari, a mano libera o tramite geometrie circolari, permettendo poi di sfruttare l’esportazione di QGIS per esportare solo gli elementi selezionati. Clicchiamo ad esempio su seleziona elementi.
Selezioniamo il layer ANE-Sites (Importante, altrimenti vi selezionerà il layer che avete attivo), e clicchiamo e trasciniamo per creare una forma rettangolare di selezione. Rilasciamo e i tutte le geometrie all’interno dell’area evidenziata verranno selezionate.
Le geometrie selezionate appariranno in giallo. Per esportare le geometrie selezionate, clicchiamo con il tasto destro sul layer ANESites → Esporta → Salva Elementi Selezionati Come..
Notate che il pannello che si apre è quello del salvataggio vettore che già conosciamo, l’unica differenza è che la casella Salva solo gli elementi selezionati è spuntata. Avreste potuto anche selezionare l’opzione Salva elementi come.. nel passaggio precedente e poi spuntare questa casella, e il risultato sarebbe stato lo stesso. Potremo quindi salvare il layer come già sappiamo fare.
Tuttavia, per aree complesse e per essere sicuri di includere veramente tutte le geometrie racchiuse nella nostra area di studio, è meglio automatizzare il processo ed utilizzare uno degli algoritmi di qgis creato appositamente. Chiudiamo quindi questa finestra senza esportare il vettore.
Deselezioniamo tutti i punti precedentemente selezionati usando il pulsante con dei quadrati gialli e simboli rossi (deseleziona tutto). Apriamo poi il pannello di processing (se non appare, cliccare su Visualizza -> Pannelli -> Pannelli di processing).
L’algoritmo che cerchiamo è il clip, o ritaglio. Scriviamo clip nel pannello degli strumenti di processing a destra e poi selezioniamo.
Nell’opzione Layer in ingresso, se non già inserito, selezioniamo ANE – Sites. In Layer di sovrapposizione dal menu a tendina selezioniamo area_studio. Per il momento lasciamo “Ritagliato” vuoto e salviamo su un layer temporaneo e clicchiamo su Esegui.
Non salviamo su un file perché il layer in ingresso è con EPSG 4326, e non esiste modo di riproiettarlo all’interno dell’algoritmo. Questo ci richiederà quindi un passaggio ulteriore.
Il risultato dell’algoritmo, come potete vedere, è un nuovo layer puntuale (in 4326) contenente solo i punti racchiusi all’interno della geometria della nostra area di studio.
Questo algoritmo è molto efficace ed è uno degli esempi di come QGIS e la sovrapposizione di layer possa essere sfruttata per analizzare e modificare i dati a nostra disposizione. In questo esempio abbiamo eseguito un’operazione semplice, ma questa sovrapposizione e alla base di analisi geospaziali come la selezione di siti all’interno di aree a rischio, e così via.
Abbiamo detto che il layer deve essere riproiettato. Possiamo eseguire la riproiezione durante il processo di salvataggio del layer. Salviamo il nostro layer nel geopackage che abbiamo creato prima. Clicchiamo con il tasto destro, Esporta → Salva elementi come..
Nella nuova finestra, sotto formato selezioniamo Geopackage, è infatti in questo formato che vogliamo salvare i file.
Sotto “Nome file” clicchiamo sui tre puntini.
Selezioniamo il nostro geopackage “carchemish_db”
Su Nome layer scriviamo siti_archeo (il nome del layer all’interno del geopackage), nel campo SR selezioniamo SR Progetto.
Nei campi da esportare, non abbiamo bisogno di tenere tutti i dati generati da google earth, ma ci interessa solo il nome. Clicchiamoi quindi su Deseleziona Tutto e poi spuntiamo solamente la casella accanto a Name.
Possiamo lasciare tutte le altre opzioni di default e cliccare su OK.
Abbiamo adesso il nostro nuovo layer caricato dal nostro database geopackage, possiamo quindi rimuovere il layer temporaneo e il layer Ane – Sites, visto che non ci servono più.
Adesso dobbiamo eseguire lo stesso procedimento di ritaglio e di salvataggio anche per i layer ne_10m_rivers_lake_centerlines.
Ripetiamo lo stesso procedimento di ritaglio e di salvataggio anche per i layer ne_10m lakes.
E infine per il layer ne_10m_admin_0_countries.
Ci troveremo quindi con quattro nuovi layer provenienti dal nostro geopackage.
Tematizziamo anche fiumi e laghi, di modo da dargli un colore che permetta di identificarli come tali immediatamente.
In cartografia, i fiumi sono generalmente dello stesso colore dei laghi, ma leggermente più chiari nella tonalità, ma ovviamente si è liberi di tematizzarli come si vuole, l’importante è che la nostra visuale sia leggibile.
Infine, è anche possibile ritagliare i layer raster, di modo da caricare solamente la sezione di immagine che ci interessa e non avere un’immagine enorme che copre anche aree al di fuori della nostra (in questo caso non è strettamente necessario, ma può essere utile sapere come farlo).
Per ritagliare i raster, andiamo su strumenti di processing, cerchiamo “clip” nella barra di ricerca, e selezioniamo “ritagliare raster con layer maschera”. Potete trovare lo stesso strumento anche sotto “Raster -> Estrazione”
Nel nuovo pannello, selezioniamo il nostro dem come layer in ingresso, e la nostra area di studio come layer maschera. Lasciamo tutte le altre impostazioni come sono e scegliamo dove salvare il nostro nuovo file. Salviamo in un file temporaneo per il momento.
Clicchiamo poi su esegui.
Possiamo osservare che il nostro dem (ora con lo stile di default) è stato ritagliato secondo la nostra area.
Procediamo a fare la stessa cosa anche con la nostra hillshade.
Come già anticipato, possiamo salvare anche i raster all’interno di un geopackage, il che è perfetto per avere tutto in un unico posto. Per farlo, selezioniamo ad esempio il nostro dem ritagliato e clicchiamo con il tasto destro, selezionando poi “Esporta” → “Salva con nome.”
Sotto Formato, selezioniamo Geopackage. In nome file, clicchiamo sui tre puntini.
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Selezioniamo il geopackage in cui stiamo lavorando. In macOS potrebbe chiederci di sostituire il file, possiamo cliccare tranquillamente su “Sostituisci”, questo è solo un piccolo errore causato da come il mac gestisce i file e non comporterà veramente la sostituzione del geopackage. Possiamo quindi cliccare tranquillamente su “Sostituisci”.
Cambiamo nome layer in qualcosa di significativo che indichi l’operazione che abbiamo eseguito sul raster (ad es. dem_clip), assicuriamoci che la proiezione sia quella del progetto e clicchiamo su Ok.
Facciamo poi la stessa cosa anche con la nostra hillshade.
Infine, copiamo gli stili dal dem e dalla hillshade originali (senza dover manualmente modificare gli stili dei nostri nuovi layer). Per farlo clicchiamo con il tasto destro sul dem originale, poi su Stili → Copia Stile.
Per incollare lo stile, click destro sul nuovo layer, Stili → Incolla Stile.
Tutti i nostri dati sono stati adesso correttamente ritagliati per la nostra area studio, e molto più importante, sono stati salvati all’interno di un unico file, il nostro geopackage.
Facciamo un po’ di pulizia sul nostro progetto, togliendo i layer che non ci servono più (ad esempio tutti i dem precedenti e i layer temporanei).
Esiste poi un modo molto più rapido di gestire e caricare layer contenuti in un geopackage. Per farlo, andiamo sul pannello Browser. Se non fosse attivo, attiviamolo tramite Visualizza → Pannelli → Browser
Individuiamo l’icona Geopackage, e facciamo click con il tasto destro, cliccando poi su “Nuova Connessione”.
Selezioniamo il nostro geopackage dalla cartella e clicchiamo su “Apri”.
Potete vedere come adesso il geopackage carchemish appaia nella lista sotto Geopackage. Possiamo anche aprilo e visualizzare la lista di layer al suo interno. Se volessimo caricarli, semplicemente possiamo cliccare due volte sul nome del layer da caricare. Da questa stessa schermata possiamo accedere anche ad altre opzioni per il layer cliccando con il tasto destro del mouse. Da qui possiamo poi eliminare il layer o rinominarlo, ad esempio.
Il pannello dei browser è molto utile anche per visualizzare i file nella cartella del nostro progetto, accessibili dalla scheda “Home Progetto”.
Vediamo anche velocemente come etichettare un layer, ovvero come mostrare su mappa i valori all’interno della tabella attributi. L’etichettatura è un modo molto efficace per mostrare informazioni sui layer all’interno di una mappa nel momento in cui questa viene distribuita o pubblicata.
Per farlo, apriamo il pannello Stile Layer e spostiamoci nella scheda delle etichette (indicate da un’etichetta gialla con “abc” scritto all’interno)
Per mostrare le etichette, molto semplicemente, dal menu a tendina selezioniamo “Etichette Singole”.
L’immagine che ci viene restituita non è molto leggibile (un po’ anche a causa del dataset che stiamo usando). Per fortuna, la personalizzazione delle etichette in QGIS offre moltissime possibilità, tutte gestibili dalle schede all’interno del pannello di stile. Dalla scheda iniziale possiamo ad esempio modificare il carattere e la dimensione del testo, oltre che il suo colore e la sua opacità.
Un primo passo per una miglior leggibilità del testo è quella di disegnare un buffer intorno ad esso. Per farlo, spostiamoci nella relativa scheda del menu etichette, e spuntiamo la casella “Disegna buffer del testo”. Possiamo anche definire la dimensione del buffer, di solito un valore tra 0,8 e 1 va più che bene.
Possiamo poi anche determinare quanto lontano le etichette si debbano posizionare rispetto al punto a cui fanno riferimento. Per farlo, spostiamoci nella scheda relativa al posizionamento delle etichette.
Modifichiamo ad esempio il valore Distanza per allontanare le etichette dal punto. Esistono molte modalità di posizionamento, definite dal menu a tendina “Moda”, ma per il momento quello Cartografico va più che bene.
Aumentando la distanza tra l’etichetta e il punto corrispondente, rischiamo di rendere meno chiara la loro relazione. Per collegare in maniera più evidente le due, possiamo disegnare le c.d. linee di richiamo, che collegheranno l’etichetta al punto. Per farlo, spostiamoci nella rispettiva scheda e spuntiamo la casella “Disegna linee di richiamo”.
Da questa stessa scheda possiamo modificare lo stile della linea, definire quanto si distacchi dal punto o dall’etichetta, e così via.
Se clicchiamo sulla casella “Disegna linee di richiamo”, possiamo vedere che delle linee che connettono il punto alla rispettiva etichetta verranno disegnate automaticamente da QGIS.
Le etichette possono poi essere spostate anche manualmente. Nella barra dei menu abbiamo una serie di pulsanti a forma di etichetta che si occupano della gestione di queste ultime direttamente dalla mappa. Per spostare un’etichetta manualmente, selezioniamo il pulsante dell’etichetta con la freccia verso destra.
Una volta selezionato, il nostro cursore diventerà una croce e quando passeremo sopra le etichette queste verranno evidenziate da un riquadro rosso. Clicchiamo su una di esse.
Qgis ha bisogno di una chiave primaria per spostare le etichette (non c’è bisogno di approfondire la questione, di solito la scelta di default va benissimo), clicchiamo quindi su Ok nel pannello che si è aperto.
Possiamo adesso muovere e spostare la nostra etichetta (notate che anche le altre etichette verranno riorganizzate automaticamente di conseguenza). Le nostre impostazioni relative a linee di richiamo ecc. verranno comunque preservate e adattate alla nuova posizione dell’etichetta.
Vediamo che l’etichetta si è spostata dove abbiamo selezionato noi. Questo è molto utile quando abbiamo a che fare con molti punti e molte etichette, o semplicemente per ottenere un miglior posizionamento di queste ultime e non oscurare parti significative di mappa.
Alt text
Ritagliare Vettori e Raster
Il pannello di browser
L’etichettatura in QGIS